超臨界機組

超臨界機組

電力學設備
火電廠超超臨界機組和超臨界機組指的是鍋爐内工質的參數達到或超過臨界壓力以上的機組。[1]鍋爐内的工質都是水,水的臨界壓力是:22.064MPa,臨界溫度是373.99℃;在這個壓力和溫度時,因高溫膨脹的水和因高壓壓縮的水蒸汽的密度是相同的,就叫水的臨界點,爐内工質壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐,大于這個壓力就是超臨界鍋爐,爐内蒸汽溫度不低于593℃或蒸汽壓力不低于31MPa被稱為超超臨界。在工程上也常常将25MPa以上的稱為超超臨界。
    中文名:超臨界機組 外文名:Supercritical unit 用途:節能和改善環境 領域:電機工程

簡介

超臨界、超超臨界火電機組具有顯着的節能和改善環境的效果,超超臨界機組與超臨界機組相比,

熱效率要提高1.2%,一年就可節約6000噸優質煤。未來火電建設将主要是發展高效率高參數的超臨界(SC)和超超臨界(USC)火電機組,它們在發達國家已得到廣泛的研究和應用。

超臨界火電技術

超臨界火電技術由于參數本身的特點決定了超臨界鍋爐隻能采用直流鍋爐,在超臨界鍋爐内随着壓力的提高,水的飽和溫度也随之提高,汽化潛熱減少,水和汽的密度差也随之減少。當壓力提高到臨界壓力(22.064Mpa)時,汽化潛熱為0,汽和水的密度差也等于零,水在該壓力下加熱到臨界溫度(373.99℃)時即全部汽化成蒸汽。超臨界壓力臨界壓力時情況相同,當水被加熱到相應壓力下的相變點(臨界溫度)時即全部汽化。

因此超臨界壓力下水變成蒸汽不再存在汽水兩相區,由此可知,超臨界壓力直流鍋爐由水變成過熱蒸汽經曆了兩個階段即加熱和過熱,而工質狀态由水逐漸變成過熱蒸汽。因此超臨界直流鍋爐沒有汽包,啟停速度快,與一般亞臨界汽包爐相比,超臨界直流鍋爐啟動到滿負荷運行,變負荷速度可提高1倍左右,變壓運行的超臨界直流鍋爐在亞臨界壓力範圍内超臨界壓力範圍内工作時,都存在工質的熱膨脹現象,并且在亞臨界壓力範圍内可能出現膜态沸騰;在超臨界壓力範圍内可能出現類膜态沸騰。

超臨界直流鍋爐要求的汽水品質高,要求凝結水進行100%除鹽處理。由于超臨界直流鍋爐水冷壁的流動阻力全部依靠給水泵克服,所需的壓頭高,既提高了制造成本又增加了運行耗電量且直流鍋爐普遍存在着流動不穩定性、熱偏差和脈動水動力問題。另外,為了達到較高的質量流速,必須采用小管徑水冷壁,較相同容量的自然循環鍋爐超臨界直流鍋爐本體金屬耗量最少,鍋爐重量輕,但由于蒸汽參數高,要求的金屬等級高,其成本高于自然循環鍋爐。

超臨界機組經濟性

超臨界機組具有無可比拟經濟性,單台機組發電熱效率最高可達50%,每kWh煤耗最低僅有255g(丹麥BWE公司),較亞臨界壓力機組(每kWh煤耗最低約有327g左右)煤耗低;同時采用低氧化氮技術,在燃燒過程中減少65%的氮氧化合物及其它有害物質的形成,且脫硫率可超98%,可實現節能降耗、環保的目的

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